Введение к работе
Актуальность работы. Речной транспорт занимает весьма важное место в транспортной системе нашей страны. Целый ряд народнохозяйственных задач, которые необходимо репать в самое ближайшее время, потребует дальнейшего роста перевозок и использования всех звеньев внутренних водных путей. В районах освоения новых территорий речные перевозки грузов вообще находятся вне конкуренции, поскольку здесь речной транспорт является единственным видом, который дешевле других и быстрее может быть за -действован з хозяйственном обороте. Речной транспорт сыграл ре -шагащуо роль в освоении месторождений нефти и газа Западной Сибири.
Реет перевозок по малым рекам может быть обеспечен:
во-первых, за счет повышения грузоподъемности составов и, следовательно, увеличения габаритов судоходной трассы;
во-вторых, путем роста скорости движения судов и составов.
.увеличение грузоподъемности и скоргеи движения транспортного флота ограничивается требованиями как экономического, так и экологического характеров, вводятся пределы увеличения размеров судов и режимов их эксплуатации.
.Усиление степени антропогенного воздействия проявляется в активизации процесса разрушения берегов рек судовыми волнами. Перенос размытого грунта волновым потоком в продольном и поперечном направлениях приводит к значительным изменениям морфологических характеристик русла и в результате к уменьшению глубин на судовом ходу.
Таким образом, экологические аспекты играют существенную роль при обосновании возможности увеличения размеров судов речного ф^ота, частоты и скорости движения, поскольку в процессе раз -рушения берегов рек судовые волны являются одним из определяющих антропогенных факторов.
Как показала практика осуществления мероприятий по улучшению судоходных условий на затруднительных для судоходства участках рек с помощью строительства тяжелых выправительньтх сооружений, последние обладают значительным волногасяідич эффектом и рассматриваются как сооружения многоцелевого назначения.
Таким образом, подход к исследовании проблемы защиты берегов рек от разрушения должен быть комплексным и включать не только
'обоснование оптимального соотношения между характеристиками транспортного флота, режимами его движения, типами и конструкциями сооружений, но и оценку степени антропогенного воздействия на реку і результате реализации принятых решений.
Цель и задачи исследований. Целью ра -боти является исследование зависимостей, характеризующих соотно -шения между техническими характеристиками судов транспортного флота, режимами их движения, конструкциями и размерами вкправительньп сооружений, обеспечивающих защиту от судовых волн с одновременным улучшенияем судоходных условий.
Дли достижения сформулированной цели работы в процессе исследований решены следующие задачи:
выполнены натурные наблюдения процессов разрушения берегов малых рек судовыми волнами и проведен анализ эффективности берегоукрепительных работ;
проведены натурные исследования процесса волнообразования прі движении судов различных типов;
в результате теоретических исследований разработана математическая модель расчета взаимодействия гравитационных судовых волн с препятствиями в виде полузапруд;
выполнен анализ эффективности альтернативных методов обеспе -чения берегозаздо», заюгечаодихся в использовании различного типа волногасителей, либо в сн:#энии скорости транспортного флота;
выполнен анализ и дана оценка соответствия запроектированных с помощью сущеетвувдих методов полузапруд, использующихся для БЫ -правления участков рек с параметрами адекватных сооружений, необ -ходимыми для осуществления берегозащитных керолрклтий;
теоретическая модель расчет взаимодействия судовых волн с пс лузапрудами проверена экспериментальными исследованиями на крупномасштабных гидравлических моделях и в натурных условиях на реках Сибири на участках берега, подверженных размыву.
Научная новизна работы. В первые.на основе теоретических и экспериментальных исследований обосновано влияние скорости течения на параметры судовых волн. Разработана теория гашения энергии судовых волн регуляционными сооружениями и теорети -чески обоснована степень гашения волновой энергии.
Впервые получены расчетные зависимости для определения козффі циента гашения волны за регуляционными сооружениями Кг . ^ля праї тического использования построены номограммы, а также предложены
.простые зависимости. Разработана методика расчетного обоснования проектирования защиты берегов от разрушения под воздействием судовых волн при наличии течения.
Практическая ценность. Разработанная методика предлагается для использования при проектировании комплекса мероприятий по. улучшению судоходных участков рек, требующих выправительньк работ и берега которьк подвержены разруаения в результате воздействия судовых волн.
Внедрение результатов. Результаты диссертационной работы использованы при проектировании комплекса берегозащитных мероприятий от разрушащего действия судових волн на р.Енисей, шяе г.Красноярска (годовой экономический эффект составил 9,5 ткср.) и на р.Обь в районе г.Барнаула (экономический 'Л -фект - ГІ тьтс.р.).
А п р о б а ц и я работы. Результаты исследований доложены на научнотехническкх конференциях, лрофессрзко-лреподасатель -ского состава и Запздно-Скбіфского научно-технического общества водного транспорта (Новосибирск,І930-Ї939 г.г.); пз ХУ кокферен -ціні молодів: ученых (Институт прикладкой механики Сибирского отделения академии наук СССР, Новосибирск, 1288 г.);на YJJ конферспгг.::; профессорско-преподавательского состава Л/ЇБЇа Сі.:!;:-:і:нгг.зд;ї989 г.); на III Всесоюзной конференции "Динамика :: терщика ре^т^одохракгуг.тд л окрг.ізйїьк морей (Москва, 1989 г.).
С с р у і: т у pa і: о й ъ а и р а бот к. Диссертация состоит из введения, четкр:;:: глав, заключения, содор/'.н? 151 страниц;/ мзеинсписного текста; 35 рисунков, 6 таблиц, списка литера -туры, включащего 93 наименований.
На защиту выносятся:
аналитическое решение задачи определения параметров судових волн на течении в условиях переменного дна;
теоретическое репение задачи расчета взаимодействия судових яолн с препятствиями для случая распространения волн постоянной высоты в условиях плоского дна и неподвижной идеальной кидкостк;
полуэмпирическая зависимость для определения коэффициента гашения поли зьзтравг.тельными сооруженияни, позволяющая учитывать изменения глубины воды на береговом откосе, переменило KlffiOTJ' волн и влияние речного потока;
методика расчетного обоснования при проехтгрса::;:и келлексоп путегых мероприятий по улучшению судохсянг:: условий г.осоегстпом возведения регуляционных сооружений на эатрулкктель.1::::; г ля супо -
ходства участках рек и одновременной защите их берегов от разрушающего воздействия судовых волн.
